Scoaterea sării din apa de mare

Metoda, care creează un câmp electric mic care elimină sărurile din apa de mare, consumă mai puțină energie și este dramatic mai simplă decât tehnicile convenționale.
Tehnica, descrisă în revista Angewandte Chemie, necesită atât de puțină energie încât să poată rula pe o baterie cumpărată de la magazin.

Procesul, numit desalinizare a apei de mare mediată electrochimic, evită problemele cu care se confruntă metodele actuale de desalinizare prin eliminarea necesității unei membrane și prin separarea sării de apă la microscală.

„Reacția de neutralizare care are loc la electrod este esențială pentru îndepărtarea sărurilor din apa de mare”, spune Kyle Knust. Ca un troll la poalele podului, zona de epuizare a ionilor împiedică trecerea sării, rezultând în producția de apă dulce. Credit: Universitatea Texas din Austin

'Disponibilitatea apei pentru băut și irigarea culturilor este una dintre cele mai de bază cerințe pentru menținerea și îmbunătățirea sănătății umane', spune Richard Crooks, profesor de chimie la Universitatea din Texas la Austin.

„Desalinizarea apei de mare este o modalitate de a răspunde acestei nevoi, dar majoritatea metodelor actuale de desalinizare a apei se bazează pe membrane scumpe și ușor de contaminat. Metoda fără membrană pe care am dezvoltat-o ​​încă trebuie să fie rafinată și extinsă, dar dacă vom reuși, atunci într-o zi ar putea fi posibil să furnizăm apă proaspătă la scară masivă folosind un sistem simplu, chiar portabil. ”

Această nouă metodă este o promisiune deosebită pentru zonele stresate de apă în care trăiesc aproximativ o treime din locuitorii planetei. Multe dintre aceste regiuni au acces la apă de mare abundentă, dar nu la infrastructura energetică sau la banii necesari pentru desalinizarea apei folosind tehnologia convențională. Ca urmare, milioane de decese pe an în aceste regiuni sunt atribuite cauzelor legate de apă.

„Troll” deviază apă proaspătă

Pentru a realiza desalinizarea, cercetătorii aplică o tensiune mică (3,0 volți) pe un cip de plastic umplut cu apă de mare. Cipul conține un microcanal cu două ramuri.
La joncțiunea canalului un electrod încorporat neutralizează unii dintre ionii de clorură din apa de mare pentru a crea o „zonă de epuizare a ionilor” care crește câmpul electric local în comparație cu restul canalului.

Această modificare a câmpului electric este suficientă pentru a redirecționa sărurile într-o ramură, permițând apei desalinizate să treacă prin cealaltă ramură.
„Reacția de neutralizare care are loc la electrod este esențială pentru îndepărtarea sărurilor din apa de mare”, spune Kyle Knust, student absolvent în laboratorul Crooks și primul autor al lucrării. Ca un troll la poalele podului, zona de epuizare a ionilor împiedică trecerea sării, rezultând în producția de apă dulce.

Bând apă

Până în prezent Crooksii și colegii au realizat desalinizarea cu 25%. Deși apa potabilă necesită 99% desalinizare, ei sunt încrezători că obiectivul poate fi atins.
„Aceasta a fost o dovadă de principiu”, spune Knust. „Am realizat îmbunătățiri de performanță comparabile în timp ce dezvoltăm alte aplicații bazate pe formarea unei zone de epuizare a ionilor. Asta sugerează că desalinizarea 99% nu este dincolo de îndemâna noastră ”.

Cealaltă provocare majoră este extinderea procesului. În acest moment microcanalele, de dimensiunea unui fir de păr uman, produc aproximativ 40 de nanolitri de apă sărată pe minut. Pentru a face această tehnică practică pentru uz individual sau comunitar, un dispozitiv ar trebui să producă litri de apă pe zi. Autorii sunt încrezători că acest lucru poate fi realizat și el.
Dacă aceste provocări inginerești sunt depășite, ele prevăd un viitor în care tehnologia este implementată la scări diferite pentru a satisface nevoile diferite.

Ulrich Tallarek de la Universitatea din Marburg a contribuit la dezvoltarea tehnologiei în curs de brevetare, care este în dezvoltare comercială de către Okeanos Technologies.

Prin intermediulViitor